廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備及應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備及應(yīng)用方法，將參與反應(yīng)的粉末狀A(yù)l、Ti、Sc分別按質(zhì)量百分比進行配料；將配好的配料放入球磨機中進行球磨；將球磨好的粉料置入真空烘干箱中烘干，之后冷卻至室溫；將烘干冷卻的粉料擠壓成塊狀；使用前預(yù)熱塊狀細化劑；將粉碎、脫漆后的廢鋁易拉罐置入電爐中進行熔化，待熔化溫度達一定溫度時進行成分調(diào)整、變質(zhì)并用精煉劑進行精煉打渣，靜置之后用預(yù)熱好的細化劑進行細化，本發(fā)明提供的方法制備的細化劑Al-Ti-Sc，比Al-Ti-B晶粒細化劑有更為明顯的細化效果，不僅可以細化鑄態(tài)晶粒和枝晶組織，滿足廢鋁易拉罐合金回收保級還原要求，而且明顯提高易拉罐用板材再結(jié)晶溫度，改善了鋁易拉罐用板材的后續(xù)高溫加工性能。
【專利說明】廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備及應(yīng)用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金的回收保級還原技術(shù)，具體是一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備及應(yīng)用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]廢鋁易拉罐是一種優(yōu)質(zhì)的再生資源，用廢鋁易拉罐再生鋁，比用鋁土提取鋁少消耗71%的能量，減少95%的空氣污染，因此，做好其回收與再生利用工作有著巨大的經(jīng)濟效益與社會效益。由于廢鋁易拉罐合金回收保級還原再利用，需對其熔體進行變質(zhì)、細化處理。隨著鋁制品在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的廣泛應(yīng)用，對其在后續(xù)加工工藝中的組織和性能提出了更為嚴(yán)格的要求，而控制其組織和性能的關(guān)鍵因素之一是熔鑄細小均勻的鑄態(tài)晶粒組織，Al-T1-B型中間合金作為鋁合金的晶粒細化劑，已成熟地應(yīng)用在鑄造產(chǎn)品和連鑄連軋產(chǎn)品生產(chǎn)中，且取得了較為明顯的細化晶粒作用，但在細化晶粒，改善產(chǎn)品組織和性能時仍有一定的副作用，晶粒較粗，分布不均勻，極易與氧化膜中存在的鹽類誤會結(jié)合造成夾雜，由于中間合金Al-T1-B中TiB2粒子容度大、熔點高、不易迅速溶解，而易于聚集，三元素中TiB2粒子因尺寸過大或聚集成粗大的團塊而不能充分地溶解在鋁熔體中，不僅降低了細化效果，而且會造成板材的斷裂，針孔和破裂等缺陷。而且硼化物粒子還易于與鋁合金中Zr和Cr等反應(yīng)造成TiB2粒子中毒，導(dǎo)致早期細化效果明顯衰減?；厥盏膹U鋁易拉罐合金熔體成分復(fù)雜，夾雜多，故需選用或者開發(fā)新型的適用于廢鋁易拉罐熔體處理需要的細化劑。
[0003]Al-T1-C是新型的鋁及鋁合金細化劑，具有TiC粒子尺寸較小、鋁液中聚集傾向低、不易被Zr、Cr等原子毒化等優(yōu)點，是近年來國內(nèi)外研究的熱點，但由于C元素對Al液的浸潤性極差，制備Al-T1-C中間合金工藝復(fù)雜，且其細化效果弱于Al-T1-B。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備及應(yīng)用方法，可以滿足廢鋁易拉罐合金回收保級還原要求，改善鋁易拉罐用板材的后續(xù)高溫加工性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備方法，包括如下步驟:
1)將參與反應(yīng)的粉末狀A(yù)l(300目?500目)、Ti (200目?300目)、Sc (500目)分別按質(zhì)量百分比A165?80%，Ti 10^20%, Sc I 15%的配比進行配料；
2)將配好的配料放入球磨機中進行球磨f3h ；
3)將球磨好的粉料置入真空烘干箱中于120°C?200°C下烘2-5h，之后冷卻至室溫；
4)將烘干冷卻的粉料擠壓成塊狀。
[0006]一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的應(yīng)用方法，包括如下步驟:
(I)將制備好的塊狀細化劑Al-T1-Sc置入烘箱中預(yù)熱到20(T300°C。
[0007](2)將粉碎、脫漆后的廢鋁易拉罐置入電爐中進行熔化，待熔化溫度達73(T780°C時進行成分調(diào)整、變質(zhì)并用整爐熔體精煉所需精煉劑的6(Γ70%進行精煉打渣，然后靜置5"?Omin ;所述的精煉劑選用六氯乙燒；
(3)將備用的細化劑按熔體質(zhì)量的0.5^1.5%的量進行添加，添加時用石墨鐘罩壓入熔體中。
[0008](4)預(yù)制塊熔化后，再次用剩下的309Γ40%的精煉劑對熔體進行精煉，精煉的同時可以起到使細化劑在熔體均勻分散的作用。
[0009](5)熔體處理后靜置5?1min后燒注。
[0010]本發(fā)明提供的方法制備的細化劑Al-T1-Sc，比Al-T1-B晶粒細化劑有更為明顯的細化效果，不僅可以細化鑄態(tài)晶粒和枝晶組織，滿足廢鋁易拉罐合金回收保級還原要求，而且明顯提高易拉罐用板材再結(jié)晶溫度，改善了鋁易拉罐用板材的后續(xù)高溫加工性能。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的闡述:
實施例1
首先，將粉末狀的750g鋁、150g鈦和10g鈧混合；然后，將混合好的配料放入球磨機中研磨Ih ;接著，將研磨好的粉料放入真空烘干箱中于120°C下烘5h，之后冷卻至室溫；最后，將烘干冷卻的粉料擠壓成塊狀備用。
[0012]然后，將粉碎、脫漆后的廢鋁易拉罐置入電爐中進行熔化，待熔化溫度達750°C時進行成分調(diào)整、變質(zhì)并用整爐熔體精煉所需精煉劑六氯乙烷的70%的精煉劑進行精煉打洛，然后靜置lOmin。
[0013]接著，將預(yù)熱好備用的細化劑按熔體質(zhì)量的1.5%的量分別進行添加，添加時用石墨鐘罩壓入熔體中，待預(yù)制塊熔化后，再次用剩下的30%的六氯乙烷對熔體進行精煉，精煉的同時可以起到使細化劑在熔體均勻分散的作用；
最后細化后的熔體靜置8min燒注。
[0014]實施例2
首先，將粉末狀的650g鋁、200g鈦和150g鈧混合；然后，將混合好的配料放入球磨機中研磨2h ;接著，將研磨好的粉料放入真空烘干箱中于150°C下烘3h，之后冷卻至室溫；最后，將烘干冷卻的粉料擠壓成塊狀備用。
[0015]然后，將粉碎、脫漆后的廢鋁易拉罐置入電爐中進行熔化，待熔化溫度達750°C時進行成分調(diào)整、變質(zhì)并用整爐熔體精煉所需精煉劑六氯乙烷的70%的精煉劑進行精煉打洛，然后靜置lOmin。
[0016]接著，將預(yù)熱好備用的細化劑按熔體質(zhì)量的1%的量分別進行添加，添加時用石墨鐘罩壓入熔體中，待預(yù)制塊熔化后，再次用剩下的30%的六氯乙烷對熔體進行精煉，精煉的同時可以起到使細化劑在熔體均勻分散的作用；
最后細化后的熔體靜置1min燒注。
[0017]實施例3
首先，將粉末狀的700g鋁、200g鈦和10g鈧混合；然后，將混合好的配料放入球磨機中研磨3h ;接著，將研磨好的粉料放入真空烘干箱中于200°C下烘2h，之后冷卻至室溫；最后，將烘干冷卻的粉料擠壓成塊狀備用。
[0018]然后，將粉碎、脫漆后的廢鋁易拉罐置入電爐中進行熔化，待熔化溫度達750°C時進行成分調(diào)整、變質(zhì)并用整爐熔體精煉所需精煉劑六氯乙烷的70%的精煉劑進行精煉打洛，然后靜置lOmin。
[0019]接著，將預(yù)熱好備用的細化劑按熔體質(zhì)量的0.6%的量分別進行添加，添加時用石墨鐘罩壓入熔體中，待預(yù)制塊熔化后，再次用剩下的30%的六氯乙烷對熔體進行精煉，精煉的同時可以起到使細化劑在熔體均勻分散的作用；
最后細化后的熔體靜置1min燒注。
[0020]由于Sc在Al合金中的強化作用遠比其他稀土金屬高，在稀土金屬中Sc的原子直徑最小，引起的畸變最小，溶解度最高(在共晶溫度約為0.4%)，在加熱和軋制過程中容易析出共格的Al3Sc質(zhì)點，析出相Al3Sc能有效釘扎晶界，使合金保持細小晶粒，提高合金強度，強烈抑制再結(jié)晶溫度，提高合金的熱穩(wěn)定性。
[0021]將實施例中再生的鋁合金同采用市售的Al-Ti5_B中間合金作為細化劑的廢鋁易拉罐再生鋁合金相比，采用本發(fā)明的方法再生的廢鋁易拉罐合金晶粒尺寸由100μπΓ?80μπι減小到7(Γ?50μπι，再結(jié)晶溫度可由380°C左右提高到450°C左右。
【權(quán)利要求】
1.一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)將參與反應(yīng)的粉末狀A(yù)l(300目?500目)、Ti (200目?300目)、Sc (500目)分別按質(zhì)量百分比A165?80%，Ti 10^20%, Sc I 15%的配比進行配料； 2)將配好的配料放入球磨機中進行球磨f3h ； 3)將球磨好的粉料置入真空烘干箱中于120°C?200°C下烘2-5h，之后冷卻至室溫； 4)將烘干冷卻的粉料擠壓成塊狀。
2.一種廢鋁易拉罐合金用細化劑的應(yīng)用方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)將制備好的塊狀細化劑Al-T1-Sc置入烘箱中預(yù)熱到20(T30(TC； 2)將粉碎、脫漆后的廢鋁易拉罐置入電爐中進行熔化，待熔化溫度達73(T780°C時進行成分調(diào)整、變質(zhì)并用整爐熔體精煉所需精煉劑的6(Γ70%的精煉劑進行精煉打渣，然后靜置5?1min ； 3)將備用的細化劑按熔體質(zhì)量的0.5^1.5%的量進行添加，添加時用石墨鐘罩壓入熔體中； 4)預(yù)制塊熔化后，再次用剩下的309Γ40%的精煉劑對熔體進行精煉，精煉的同時可以起到使細化劑在熔體均勻分散的作用； 5)熔體處理后靜置5"!Omin后燒注。
【文檔編號】C22C1/06GK104328300SQ201410644300
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】白培康, 段瑞斌, 楊晶, 侯擊波, 張文達, 任霽萍 申請人:中北大學(xué)